Dispositif d'actionnement de soupapes dans un moteur à combustion interne comportant quatre soupapes inclinées en V et une bougie centrale par cylindre

Description

[0001] L'invention est relative aux dispositifs qui équipent certaines culasses de moteurs à combustion interne et qui actionnent, pour chaque chambre de combustion associée à un cylindre du moteur, deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement disposées en V, c'est-à-dire inclinées par paires de part et d'autre d'un plan axial du cylindre, au moyen d'un arbre à cames en tête central et d'au moins deux culbuteurs.

[0002] Une bougie d'allumage étant agencée, pour chaque cylindre, de manière que ses électrodes soient situées, dans la chambre de combustion, au voisinage de l'axe du cylindre, donc entre les quatre soupapes, la bougie est nécessairement inclinée, ainsi qu'un puits tubulaire assurant son accès, de façon à passer près de l'arbre à cames sans le toucher. Ce puits se trouve donc entre deux des quatre soupapes et entre les deux culbuteurs correspondants.

[0003] Dans une disposition connue par le GB-A-2 016 084, cette implantation est rendue possible en articulant les deux culbuteurs en question, de part et d'autre du puits de bougie, chacun en porte-à-faux sur un axe parallèle à l'arbre à cames ou bien sur un pivot cylindrique ou sphérique porté par une tige sensiblement parallèle à la soupape correspondante et fixée à la culasse. Ces montages en porte-à-faux ou sur une tige risquent de ne pas procurer une fiabilité suffisante à moins de dimensionner largement lesdits axe et tige, ce qui accroit la masse, l'encombrement et le prix de la culasse.

[0004] Le EP-A-0 141 527, publié après la date de priorité de la présente demande, décrit un dispositif où les deux paires de soupapes forment un V (ou dièdre) dans lequel deux axes de culbuteurs sont situés au-dessus d'un arbre à cames, parallèlement à celui-ci. Mais pour être actionnés directement par les cames, les culbuteurs sont nécessairement proches de l'arbre à cames et relativement peu éloignés de la chambre de combustion, ce qui implique un relativement large angle d'ouverture du V.

[0005] Il s'ensuit :

- un encombrement important de la partie supérieure du dispositif en direction transversale à l'arbre, donc une grande largeur de culasse ;

- et une forte inclinaison de la bougie par rapport à l'axe du cylindre, ce qui pénalise son implantation au sommet de la chambre de combustion.

[0006] L'invention a pour but de réaliser, dans un moteur à quatre soupapes inclinées en V et une bougie centrale par cylindre, un dispositif d'actionnement des soupapes relativement peu encombrant et particulièrement fiable, éventuellement équipé d'un moyen de rattrapage de jeu atténuant son bruit de fonctionnement.

[0007] Le dispositif selon l'invention équipe une culasse dans laquelle chaque chambre de combustion est associée à deux paires de soupapes respectivement inclinées de part et d'autre d'un plan axial du cylindre correspondant, tandis qu'un puits de bougie est disposé entre les deux soupapes de l'une des deux paires, à peu près parallèlement à ces deux soupapes.

[0008] Le dispositif comprend, pour actionner les soupapes, un arbre à cames central situé au voisinage dudit plan axial et, pour chaque cylindre, au moins deux culbuteurs qui sont plus éloignés de la chambre de combustion que l'arbre à cames et qui basculent respectivement sur deux axes parallèles à l'arbre à cames situés de part et d'autre dudit plan axial.

[0009] Suivant l'invention, entre chaque culbuteur et l'arbre à cames est interposé un poussoir sensiblement parallèle au cylindre, et pour chaque cylindre, l'axe de culbuteur disposé du même côté que le puits de bougie est porté, comme l'autre axe, par deux paliers situés de part et d'autre des culbuteurs et est disposé entre le puits et ledit plan axial.

[0010] Cette disposition, avec poussoirs entre arbre à cames et culbuteurs, permet en éloignant ceux-ci de la chambre de combustion, de former un V d'angle plus faible et par suite de réduire les inconvénients des dispositifs connus mentionnés ci-dessus.

[0011] Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :

- les deux soupapes voisines du puits de bougie sont actionnées respectivement par deux culbuteurs basculant sur le même axe, tandis que l'autre paire de soupapes est actionnée par un culbuteur double basculant sur le deuxième axe, et les trois culbuteurs coopèrent respectivement avec l'un de trois poussoirs parallèles et alignés ;

- chaque paire de soupapes est actionnée par l'un de deux culbuteurs doubles basculant respectivement sur l'un des deux axes et coopérant chacun avec l'un de deux poussoirs parallèles, l'un des deux culbuteurs chevauchant le puits de bougie ;

- les poussoirs, situés au voisinage dudit plan axial, coulissent chacun dans un guide venu de matière avec au moins l'un des deux paliers portant l'axe du culbuteur correspondant ;

- les poussoirs comportent chacun un dispositif hydraulique de rattrapage de jeu.

[0012] Deux exemples non limitatifs de réalisation d'un dispositif d'actionnement des soupapes d'un moteur selon l'invention sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la Figure 1 est une vue en élévation latérale d'un premier mode de réalisation du dispositif d'actionnement selon l'invention ;

- la Figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la Figure 1, une pièce supérieure étant retirée ;

- la Figure 3 est une vue en coupe partielle suivant la ligne III-III de la Figure 1 ;

- la Figure 4 est une vue analogue à celle de la Figure 2, d'un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention.

[0013] Le dispositif illustré aux dessins comporte, dans une culasse 1 d'un moteur à combustion interne, une chambre de combustion 2 au sommet de laquelle est vissée une bougie d'allumage 3 engagée dans un puits tubulaire incliné 4 traversant un couvercle 5 représenté uniquement à la Figure 1. Cette chambre 2 fait face à un cylindre 6 du moteur, et y débouchent deux conduits d'admission 7 et deux conduits d'échappement 8 obturables par des soupapes 9, 10 et 11, 12 disposées en V, c'est-à-dire inclinées par paire de part et d'autre d'un plan PP passant par l'axe du cylindre 6. Les électrodes de la bougie 3 se trouvent approximativement dans l'axe du cylindre 6 et entourées par les quatre soupapes 9-12. Le puits 4 est situé entre les deux soupapes d'admission 9, 10 et à peu près parallèle à celles-ci.

[0014] Les soupapes 9-12 sont actionnées par un dispositif comprenant un arbre à cames central 13 dont l'axe est sensiblement perpendiculaire à celui du cylindre 6 et situé dans le plan PP, et plusieurs culbuteurs 14, 15 ou 16, 17 portés chacun par l'un de deux axes 18, 19 parallèles à l'arbre à cames. Les culbuteurs 14-17 sont plus éloignés de la chambre 2 que l'arbre à cames 13 et sont reliés à celui-ci chacun par l'un de . plusieurs poussoirs 20, 21, 22 ou 23, 24 parallèles au cylindre 6 et alignés au voisinage du plan PP. Les deux axes 18, 19 sont portés chacun par deux paliers 25, 26 ou 27,28 fixés à la culasse 1 de part et d'autre des culbuteurs 14-17, et sont situés chacun entre le plan PP et l'une des paires de soupapes 9, 10 ou 11, 12. L'axe 18 situé du côté du puits 4 de bougie passe à côté de celui-ci sans le toucher.

[0015] Les poussoirs 20-24 coulissent chacun dans un guide 29, 30 venu de matière avec au moins l'un des paliers 25 à 28. Dans le mode de réalisation des Figures 1 à 3, chaque soupape d'admission 9, 10 est actionnée par l'un de deux culbuteurs 14 basculant sur l'axe 18 de part et d'autre du puits 4 et coopérant respectivement avec l'un de deux poussoirs 20, 22, tandis que les deux soupapes d'échappement 11, 12 sont actionnées par un culbuteur double 15 basculant sur l'axe 19 et coopérant avec un poussoir 21. Les trois poussoirs 20, 21, 22, alignés au droit du plan PP, coulissent dans une barrette 29 constituant le guide précité et faisant corps avec les paliers 25, 26. Dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres alignés parallèlement à l'arbre à cames 13, cette barrette 29 se prolonge par une extrémité 29a au-delà d'au moins l'un des paliers 25, 26.

[0016] Dans le mode de réalisation de la Figure 4, chaque paire de soupapes 9-10, 11-12 est actionnée par l'un des deux culbuteurs doubles 16, 17 basculant respectivement sur l'un des deux axes 18, 19 et coopérant respectivement avec l'un des deux poussoirs parallèles 23, 24. Le guide 30 de chacun de ceux-ci fait corps avec un seul des paliers 27, 28, un palier tel que 28 comportant éventuellement deux guides 30, 30a pour deux poussoirs 24, 24a coopérant respectivement avec des culbuteurs associés à deux cylindres voisins. La fourche formée par le culbuteur double 16 chevauche le puits 4.

[0017] Comme on le voit sur les Figures, l'implantation du dispositif dans la culasse 1 est relativement compacte pour un moteur à quatre soupapes par cylindre et à bougie centrale, et grâce à l'emplacement des axes de culbuteurs à l'intérieur du V formé par les soupapes 9-12 et par le puits 4 de bougie, dans la partie de ce V suffisamment éloignée de la chambre de combustion 2, donc suffisamment large, l'axe situé du côté du puits 4 de bougie n'interfère pas avec celui-ci et peut par suite être porté rigidement par deux paliers. De plus, la présence des poussoirs 20-22 entre l'arbre à cames 18 et les culbuteurs 14-17 permet de loger dans cet espace en V un dispositif de rattrapage automatique du jeu de fonctionnement des soupapes en incorporant dans chaque poussoir un moyen d'amortissement hydraulique télescopique connu.

Revendications

1. Dispositif d'actionnement de soupapes, dans un moteur à combustion interne comportant quatre soupapes (9, 10, 11, 12) inclinées en V et une bougie centrale (3) par cylindre (6), chaque cylindre (6) étant associé à deux paires de soupapes (9, 10; 11, 12) respectivement inclinées de part et d'autre d'un plan axial (P-P) du cylindre (6) correspondant, tandis qu'un puits (4) de bougie est ménagé entre les deux soupapes (9, 10) de l'une des paires, à peu près parallèlement à celles-ci, ce dispositif comprenant un arbre à cames central (13) situé au voisinage dudit plan axial (P-P) et, pour chaque cylindre (6), au moins deux culbuteurs (16, 17: 14, 15) qui sont plus éloignés de la chambre de combustion (2) que l'arbre à cames (13) et qui basculent respectivement sur deux axes (18, 19) parallèles à l'arbre à cames situés de part et d'autre dudit plan axial (P-P), caractérisé en ce qu'entre chaque culbuteur (14, 15 ; 16, 17) et l'arbre à cames (13) est interposé comme connu en soi, un poussoir (20-22 : 23, 24) sensiblement parallèle au cylindre (6), et en ce que, pour chaque cylindre, l'axe (18) de culbuteur (s) disposé du même côté que le puits (4) de bougie est porté, comme l'autre axe (19), par deux paliers (25, 26 : 27, 28) situés de part et d'autre des culbuteurs (14, 15 ; 16, 17) et est disposé entre le puits (4) et ledit plan axial (P-P).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux soupapes (9, 10) voisines du puits (4) de bougie sont actionnées respectivement par deux culbuteurs (14) basculant sur le même axe (18), tandis que l'autre paire de soupapes (11, 12) est actionnée par un culbuteur double (15) basculant sur le deuxième axe (19), et les trois culbuteurs (14, 15) coopèrent respectivement avec l'un de trois poussoirs (20, 22, 21) parallèles et alignés.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paire de soupapes (9, 10, 11, 12) est actionnée par l'un des deux culbuteurs doubles (16, 17) basculant respectivement sur l'un des deux axes (18, 19) et coopérant chacun avec l'un des deux poussoirs parallèles (23, 24), l'un des deux culbuteurs (16) chevauchant le puits (4) de bougie.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les poussoirs (20, 21, 22 ; 23, 24, 24a) situés au voisinage dudit plan axial (P-P), coulissent chacun dans un guide (29 ; 30, 30a) venu de matière avec au moins l'un des deux paliers (25, 26 ; 27, 28) portant l'axe (18, 19) du culbuteur correspondant (14, 15 ; 16, 17).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les poussoirs (20-22, 23, 24, 24a) comportent chacun un dispositif hydrauli--que de rattrapage de jeu.

Claims

1. A device for actuating valves in an internal combustion engine comprising four valves (9, 10, 11, 12) inclined in a V configuration and a central spark plug (3) per cylinder (6), each cylinder (6) being connected to two pairs of valves (9, 10 ; 11, 12) which are respectively inclined on each side of an axial plane (P-P) of the corresponding cylinder (6), while a spark plug pit (4) is provided between the two valves (9, 10) of one of the pairs and disposed roughly parallel to these pairs of valves, said device comprising a central camshaft (13) located in the vicinity of said axial plane (P-P) and, for each cylinder (6), at least two rockers (16, 17; 14, 15) which are more remote from the combustion chamber (2) than the camshaft (13) and which respectively rock on two pins (18, 19) parallel to the camshaft located on each side of said axial plane (P-P), characterised in that, between each rocker (14, 15 ; 16, 17) and the camshaft (13) there is interposed in known manner a pushrod (20-22; 23, 24) which is substantially parallel to the cylinder (6), and in that, for each cylinder, the rocker pin (18) disposed on the same side as the spark plug pit (4) is carried, as the other pin (19), by two bearings (25, 26 ; 27, 28) located on each side of the rockers (14, 15 ; 16, 17) and is disposed between the pit (4) and said axial plane (PP).

2. A device according to Claim 1, characterised in that the two valves (9, 10) in the vicinity of the spark plug pit (4) are respectively actuated by two rockers (14) rocking on the same pin (18) while the other pair of valves (11, 12) is actuated by a double rocker (15) rocking on the second pin (19), and the three rockers (14, 15) respectively cooperate with one of three parallel and aligned pushrods (20, 22, 21).

3. A device according to Claim 1, characterised in that each pair of valves (9, 10, 11, 12) is actuated by one of two double rockers (16, 17) rocking respectively on one of the two pins (18, 19) and each cooperating with one of two parallel pushrods (23, 24), one of the two rockers (16) being astride the spark plug pit (4).

4. A device according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the pushrods (20, 21, 22 ; 23, 24, 24a) located in the vicinity of said axial plane (P-P) each slide in a guide (29 ; 30, 30a) which is in one piece with at least one of the two bearings (25, 26 ; 27, 28) carrying the pin (18, 19) of the corresponding rocker (14, 15 ; 16, 17).

5. A device according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the pushrods (20-22, 23, 24, 24a) each comprise a. hydraulic clearance taking- up device.

Ansprüche

1. Ventilbetätigungsvorrichtung in einem Verbrennungsmotor mit vier V-förmig geneigten Ventilen (9, 10, 11, 12) und einer zentralen Zündkerze (3) pro Zylinder (6), wobei jedem Zylinder (6) zwei Paare von Ventilen (9, 10 ; 11, 12) zugeordnet sind, die beiderseits einer Axialebene (P-P) des entsprechenden Zylinders (6) geneigt sind, während ein Zündkerzenschacht (4) zwischen den beiden Ventilen (9, 10) des einen der Paare ungefähr parallel zu jenen ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung eine zentrale Nockenwelle (13), die im Bereich der Axialebene (P-P) angeordnet ist, und für jeden Zylinder (6) mindestens zwei Kipphebel (16, 17 ; 14, 15) aufweist, welche von der Brennkammer (2) weiter entfernt sind als die Nockenwelle (13) und welche auf zur Nockenwelle parallelen und beiderseits der Axialebene (P-P) liegenden zwei Achsen (18, 19) kippen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Kipphebel . (14, 15 ; 16, 17) und der Nockenwelle (13) in an sich bekannter Weise ein im wesentlichen zum Zylinder (6) paralleler Stößel (20-22 ; 23, 24) zwischengesetzt ist, und daß für jeden Zylinder die auf der gleichen Seite wie der Zündkerzenschacht (4) angeordnete Achse (18) des (der) Kipphebel (s), wie die andere Achse (19), von zwei Lagern (25, 26 ; 27, 28) gehalten wird, die beiderseits der Kipphebel (14, 15 ; 16, 17) liegen, und zwischen dem Schacht (4) und der Axialebene (P-P) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zum Zündkerzenschacht (4) benachbarten Ventile (9, 10) durch zwei Kipphebel (14) betätigt werden, die auf der selben Achse (18) kippen, während das andere Paar von Ventilen (11, 12) durch einen Doppelkipphebel (15) betätigt wird, der auf der zweiten Achse (19) kippt, und daß die drei Kipphebel (14, 15) mit jeweils einem von drei parallelen und ausgerichteten Stößeln (20, 22, 21) zusammenwirken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Ventilen (9, 10, 11, 12) durch einen von zwei Doppelkipphebeln (16, 17) betätigt wird, welche jeweils auf einer der beiden Achsen (18, 19) kippen und jeweils mit einem von zwei parallelen Stößeln (23, 24) zusammenwirken, wobei der eine der beiden Kipphebel (16) den Zündkerzenschacht (4) überlappt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Axialebene (P-P) liegenden Stößel (20, 21, 22 ; 23, 24, 24a) jeweils in einer Führung (29 ; 30, 30a) gleiten, welche mit wenigstens einem der beiden die Achse (18,19) des entsprechenden Kipphebels (14, 15 ; 16, 17) tragenden Lager (25, 26 ; 27, 28) einstückig ist.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (20-22, 23, 24, 24a) jeweils eine hydraulische Nachstellvorrichtung aufweisen.

Dessins